基于Kinect的装配仿真及其人机工效分析

【摘要】虚拟装配是虚拟现实技术在生产制造领域的重要应用。通过虚拟装配可以及早发现产品设计中可能存在的问题，并验证装配过程设计的合理性。但是在微软的3D体感设备Kinect上市之前，装配作业过程仿真及其工效分析只能通过预先设定装配序列和作业动作的方式进行，如何逼真地模拟人体装配作业过程并对其进行实时的人机工效分析一直是个难以解决的问题。在本文中，将基于Kinect的实时动作捕捉技术和计算机仿真技术应用到了装配作业的仿真过程当中，并对装配仿真系统体系及其建模方法进行了深入研究，实现了人体装配作业的实时仿真及其人机工效分析，并在此基础上对产品零部件的设计和装配过程提出改进建议。本文主要研究内容如下：1.基于Kinect的实时装配仿真的实现。利用Kinect摄影机实时地捕获人体作业动作并通过Kinect的软件接口程序获取所需要的人体运动数据，在对仿真软件DELMIA进行了二次开发的基础上，实现了由Kinect获取的真实人体运动数据驱动虚拟人体进行仿真装配。2.面向仿真装配的实时人机工效分析。确定了装配作业中的人因工程学要求，并对DELMIA软件的部分功能进行了扩展，在此基础上对装配作业进行了基于Kinect的实时人机工效分析，包括可达性分析、OWAS分析、RULA分析、NIOSH提/举方程分析等。3.辅助分析软件系统的设计与开发。辅助分析系统包括作业场景建模、三维人体建模、人机工效分析及标准作业姿势管理等模块，使装配作业仿真过程的建立更加方便，也为装配作业工效分析的自动化进行提供了工具。
【作者】王朝增；
【导师】李仁旺；
【作者基本信息】浙江理工大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】装配仿真；动作捕捉；人机工效分析；Kinect；

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